www.shipman.fora.pl

Karrex

Budowa kadłuba na pochylni okrętowej

Techniki szkutnicze stosowane w różnych krajach znacznie się różniły, lecz
zawsze zaczynano od stępki i elementów podłużnych szkieletu kadłuba.

Odnalezienie i wydobycie „Vasy” pozwoliło naukowcom na wzbogacenie wiedzy o technologii budowy kadłubów galeonów z początku XVII wieku, a w szczególności o metodach stosowanych w krajach Europy Północnej. W Skandynawii proces budowy okrętów wyglądał nieco inaczej niż w Wielkiej Brytanii i innych państwavh kontynentalnych, takich jak Francja, Hiszpania czy Włochy.

Stocznia w Chatham, Joseph Farington, XVIII w.

Na Starym Kontynencie i w wyspiarskiej Anglii galeony budowano, zaczynając od ułożenia stępki oraz elementów strukturalnych rufy i dziobu.
Następnie montowano żebra kadłuba, po czym na nich układano poszycie całkowicie pokrywające szkielet. W Holandii i krajach nordyckich, w tym także w Szwecji, stosowano inną technikę.
Szkutnicy zaczynali od ułożenia stępki i podłużnych elementów szkieletu, czyli tak jak na kontynencie.
Ale dalsze etapy budowy statku wyglądały już inaczej. Szkutnicy najpierw szykowali poszycie, a dopiero później montowali do niego żebra szkieletu. Najpierw zapoznamy się z przygotowaniem i ułożeniem podłużnych elementów szkieletu w obu systemach.

Położenie stępki

Pierwszym elementem montowanym w stoczni była stępka, czyli główny element strukturalny statku. Stępka mogła składać się z kilku części, w zależności od długości kadłuba. Części stępki układano kolejno na bloku stępkowym, po czym wykańczano je i łączono. Ten etap robót nie wymagał korzystania z maszyn ani oprzyrządowania, gdyż każdy z elementów stępki podnoszono ręcznie i układano posługując się deskami o przekroju skośnym lub klinami. Poszczególne części stępki łączono, stosując połączenia na zakładkę, które wzmacniano gwoździami wbijanymi w specjalnym układzie.

Montaż dziobnicy

Do montażu dziobnicy, czyli części znajdującej się z przodu stępki, potrzebny był już specjalistyczny sprzęt. Podniesienie dziobnicy, ważącej ponad 3 t, wymagało użycia żurawia. Żurawie składały się z dwóch pni połączonych na górze, na dole zaś rozstawionych na odległość od 5 do 6 m. Zwykle stawiano je po bokach budowanego statku i podpierano belkami i słupami przyporowymi, tak by zachować odpowiedni kąt nachylenia żurawia.
Żurawie wykorzystywano do podnoszenia i ustawiania najcięższych elementów kadłuba, w związku z tym montowano je zaraz po przygotowaniu pochylni. Po złożeniu wszystkich potrzebnych żurawi dziobnicę ustawiano na przedłużeniu stępki, dokładnie w tej samej płaszczyźnie, po czym mocowano do niej dwie belki w środku ciężkości i dwie dalsze przy głowicy.
Następnie dziobnicę podnoszono za te belki, często dodając kolejne dla zapewnienia lepszego chwytu podnoszonego elementu. Następnym krokiem było opuszczenie dziobnicy w miejscu połączenia z przednim odcinkiem stępki. Całość prowizorycznie łączono drewnianymi kołkami. Konstrukcję stabilizowano podporami, czyli belkami wbijanymi w grunt. Ustawiano je z boku i z przodu montowanych części kadłuba.

Głowice podpór mocowano klockami dębowymi przybijanymi trzema gwoździami. Podpory stawiano pod kątem, więc ich końcówki musiały być odpowiednio ścięte i wyprofilowane skośnie. Chodziło o to, by idealnie przylegały do podpieranego elementu. Czubek skośny był zaokrąglany.
Dolna część podpór spoczywała na deskach, zwanych podeszwą, mocowanych bezpośrednio do podłoża pochylni. Do podeszwy, tuż przy dolnej części podpory, przybijano klocki. Między klocki a podpory można było wbić niewielkie kliny, żeby odpowiednio wyregulować kąt nachylenia i lepiej dopasować podporę do montowanego elementu. Dziobnicę można było ustawiać jednym żurawiem, podobnie jak poprzecznicę.

Ustawianie poprzecznicy

Chodzi o tę część kadłuba statku, która obejmuje pawęż oraz całą część „wyprofilowaną” rufy montowaną z tyłu stępki. Całość była obrabiana, przygotowywana i składana na terenie stoczni.
W wypadku dużych jednostek pływających, waga tej części statku przekraczała 15 t. Podnoszono ją i ustawiano, korzystając z kilku żurawi jednocześnie, przy czym sam element wzmacniano i usztywniano odpowiednimi belkami poprzecznymi, tak by podczas montażu nie uległ on odkształceniu. Poprzecznicę przenoszono obok kadłuba, układano na ziemi, po czym wciągano żurawiami do wysokości łączenia ze stępką. W tym miejscu stosowano specjalne łącza wpustowe. Najczęściej poprzecznicę wstawiano dwoma żurawiami ustawionymi z boku kadłuba i przywiązanymi do górnego krańca pawęży. Cała operacja była bardzo złożona. Mogli ją wykonywać tylko bardzo doświadczeni szkutnicy. Po ustawieniu tego elementu na miejscu podpierano go kilkunastoma podporami.

Karrex

Technologia szkutnicza w Holandii i krajach skandynawskich

Szkutnicy z krajów skandynawskich wypracowali własne techniki budownictwa okrętowego, wzorując się
na metodach holenderskich. W Holandii stosowano inne metody niż w pozostałych państwach Europy.

Diorama stoczni, przedstawiająca różne etapy budowy Vasy
[link widoczny dla zalogowanych]

Dzięki wydobyciu wraku „Vasy” naukowcy zdobyli bezcenną wiedzę o galeonach z początku XVII wieku. W środku kadłuba okrętu flagowego Gustawa II Adolfa znaleziono narzędzia, które świadczyły o tym, że w Szwecji okręty budowano metodami znanymi z Holandii. Holenderska technika stoczniowa różniła się od techniki stosowanej w Anglii, Francji, Hiszpanii czy we Włoszech.

Diorama modelu w stoczni, widać stępkę, dziobnicę, tylnicę i elementy owrężenia

Systemy angielski i kontynentalny

W każdym z wymienionych krajów ustawiano kadłub na belkach klatki stępkowej. Pierwszy etap budowy okrętu polegał na przygotowaniu stępki. Był to pierwszy element konstrukcji nośnej każdego statku. Budowa stępki została omówiona w temacie [link widoczny dla zalogowanych]. Na razie ograniczymy się do stwierdzenia, że nie wykonywano jej z jednego kawałka drewna, lecz z wielu elementów odpowiednio mocowanych osiowo i łączonych ze sobą.
Po ustawieniu stępki robotnicy sięgali po żurawie, żeby podnieść i ustawić dziobnicę oraz poprzecznicę wraz z tylnicą. Części te składano uprzednio na ziemi, po czym, po ustawieniu, łączono ze stępką, jak już wiemy, za pomocą specjalnych złączy ciesielskich.
W stoczniach Francji, Anglii, Hiszpanii oraz w innych krajach południa Europy następnym etapem było układanie poprzecznych elementów szkieletu kadłuba, czyli ożebrowania (owrężenia). Na stępce układano denniki, czyli najniższe partie wręg, mocując je nadstępkami. Po wykonaniu tej części konstrukcji przystępowano do montażu dalszych elementów ożebrowania, aż do jego skompletowania.

Budowa według systemu angielskiego i kontynentalnego. Na stępce zamontowano już dolne elementy ożebrowania (denniki).

Na tym etapie szkielet był pozbawiony poszycia zewnętrznego (począwszy od XVIII wieku elementy ożebrowania składano w warsztatach, a następnie w całości montowano na stępce).
Poszycie, czyli warstwę składającą się na dno i boki statku, zakładano dopiero po ukończeniu szkieletu.

Na kolejnym zdjęciu dioramy widać elementy klatki stępkowej, bloków, podpór, jak również zmianę kształtu denników w miarę ich zbliżania się do tylnicy.

Szkoła nordycka

W Szwecji, Holandii i krajach skandynawskich po ułożeniu stępki przystępowano do układania pierwszych desek poszycia. Montowano je w dolnej części kadłuba aż do miejsca, w którym boki statku zaczynały wznosić się pionowo.
Jak to robiono? Wzdłuż każdego boku stępki wykonywano podłużne nacięcie o przekroju trójkątnym, w które wpasowywano deski pierwszego rzędu poszycia, tego, który stykał się bezpośrednio ze stępką.
Na dolnej ilustracji przedstawiono przekrój stępki z dwiema pierwszymi deskami poszycia.

Pierwsza z nich przylega do stępki i jest wpasowana w trójkątne nacięcie.
Trudno nam dziś wyjaśnić, w jaki sposób deski utrzymywały odpowiedni profil bez ożebrowania nośnego. Wszystko wskazuje na to, iż pierwsze rzędy poszycia montowano na stępce i ustawiano zgodnie z profilem podstawy kadłuba, korzystając z belek podtrzymujących te deski. Deski łączono knagami i ściskano łańcuchami. Na jednym końcu łańcucha znajdował się specjalny hak, który mocowano do stępki, na drugim zaś uchwyt mocowany do krawędzi skrajnej deski. Właściwy kąt łączenia deski poszycia ze stępką ustawiano za pomocą klinów wbijanych przez mistrzów szkutniczych. Dzięki przedmiotom znalezionym na pokładzie "Vasy" poznaliśmy jeszcze jeden przyrząd wykorzystywany do budowy statków. Chodzi o wielką "klamerkę".

Przyrząd ten służył do dociskania ostatniej ułożonej deski do poprzedniej, umożliwiając ich ostateczne połączenie (patrz kolejna ilustracja).

W ten sposób szkutnicy utrzymywali na miejscu deski, które ciasno przylegały jedne do drugich, po czym piłami i siekierami dopasowywali kształt każdej deski, w zależności od potrzeb. W części dziobowej i rufowej kadłuba deski odpowiednio profilowano, tak by miały kształt zgodny z nachyleniem kadłuba i pasowały do rowków wyżłobionych w tylnicy i w dziobnicy.

Karrex

Konstrukcja dziobu

Przednie zakończenie statku miało nietypowy kształt. Z tego powodu
na tym odcinku kadłuba szkielet poprzeczny różnił się od reszty.
Technologie budowy też były różne, w zależności od kraju.

Wielokrotnie było mówione, jak ważna i skomplikowana była ta część statku dla całej konstrukcji. Wynikało to z jej właściwości funkcjonalnych i konstrukcyjnych. Dziób to część statku najbardziej narażona na działanie siły morza. Musi stawić opór ruchowi fal, jednocześnie gwarantując sztywność całego kadłuba. Rozcinając wodę, powinien stawiając jak najmniejszy opór, by w minimalnym stopniu utrudniać przemieszczanie się statku do przodu.
Co się zaś tyczy aspektów konstrukcyjnych, dziób różnił się całkowicie od reszty kadłuba. Jego żebra ustawiano w pionie w stosunku do stępki.

Jednak kształt dziobu nie pozwalał na utrzymanie kąta prostego na całym odcinku, wymuszając zastosowanie innych rozwiązań. W różnych krajach metody budowy tej części statku znacznie się różniły. Możemy, w pewnym uproszczeniu, wyróżnić dwie główne tradycje: szkołę angielską i kontynentalną, przy czym pod tym drugim pojęciem kryją się zawierające wspólne elementy (choć były i różnice) techniki praktykowane we Francji, Hiszpanii, Holandii i w krajach skandynawskich.

Porównanie różnych systemów

Na rysunku pierwszym pokazano dziób siedemnastowiecznego galeonu zbudowanego w systemie kontynentalnym. Wyraźnie widać, że żebra szkieletu poprzecznego dochodziły prawie do krańca dziobu, po czym kończyły się przed stewą dziobową. Wszystkie żebra, mimo iż w stronę dziobu stawały się coraz węższe, były stawiane prostopadle do stępki. Przedłużeniem stępki była stewa dziobowa i taran.
Natomiast skrajna część dziobu, czyli przestrzeń między żebrem najbliższym dziobu i stewą dziobową, wypełniano grubymi belkami o odpowiednim kształcie. W ten sposób powstała konstrukcja w pewnym sensie odrębna, bardzo złożona, ale zapewniająca dużą sztywność. Oczywiście pod warunkiem, że odpowiednio dobrano przekrój elementów drewnianych, a ich obróbkę wykonano zgodnie z zasadami sztuki.
Ta sama część kadłuba zbudowana zgodnie z anglosaską techniką szkutniczą wyglądała inaczej. Zaletą tego typu konstrukcji było mniejsze zużycia drewna. Na płaskim odcinku nadstępki żebra ustawiano prostopadle do stępki i równolegle względem siebie, jak w metodzie kontynentalnej.
Natomiast od strony dziobu i rufy, tam gdzie nadstępka zaginała się do góry przechodząc w tak zwany czub nadstępki, szkutnicy zakładali
żebra (lub półżebra) odchylone. W miarę zbliżania się do dziobnicy, ich kąt w stosunku do stępki stopniowo zmniejszał się (fotografia poniżej).

Poza tym półżebra stawiano na odpowiednio wyprofilowanych podstawach o kształcie zgodnym z krzywizną czuba nadstępki, dziobnicy czy nakładki dziobnicy.

Wręgi dziobowe i kluzy kotwiczne

W budownictwie szkutniczym kontynentalnym XVI wieku z każdej strony stawiano zazwyczaj sześć pionowych belek dziobowych. Łącznie było ich dwanaście – zgodnie z tradycją nawiązania do liczby uczniów Jezusa. Stąd w niektórych krajach potocznie nazywano je „apostołami”.
W późniejszych latach, wraz z ewolucją technik szkutniczych, liczba elementów pionowych się zmieniła. Zróżnicowano również ich funkcje. Jednak w niektórych krajach zachowano nazwę „apostołów” (choć nie było już związku ilościowego).
Zaczęto również nazywać je inaczej. Na przykład te z oczkami kluz nazywano potocznie „żebrami oczkowymi” lub „żebrami kluzowymi”. Jest to nawiązanie do kolistych otworów w części dziobowej, przez które przepuszczano liny kotwiczne. Z czasem nazwę tę przeniesiono na pozostałe belki pionowe, mimo iż nie ma w nich „oczek”.

W systemie angielskim zamiast żeber oczkowych były półżebra odchylone. Oczywiście na końcu znajdowały się dwie wręgi dziobowe.

Konstrukcja dziobu

Wręgi dziobowe łączone są ze sworzniami i kołkami, które przechodzą przez całą ich szerokość. Lecz tego typu połączenia nie zapewniały dostatecznej sztywności. Głównymi elementami nośnymi były wzdłużniki, czyli elementy o odpowiedniej krzywiźnie połączone prostopadle z nadstępką, dziobnicą i nakładką. Wręgi dziobowe spoczywały na wzdłużnikach, dzięki którym całość była sztywna i odporna na największe naprężenia.

_____________________________________________________________________

Dokładny opis XVIII w. liniowca znajdziemy w anglojęzycznej literaturze:

ang. cheeks - policzki / poziome węzłówki dziobu

Karrex

Przeciwwręgi i inne wewnętrzne elementy wzmacniające

Przeciwwręgi były elementami montowanymi w wewnętrznej części kadłuba, po położeniu poszycia. Ich zadaniem było przeciwdziałanie napięciom wywołanym rozciąganiem czy uszkodzeniem żeber. Kształtem przypominały żebra – proces ich budowy, formowania i łączenia był taki sam. Miały również taką samą szerokość i przekrój (patrz rysunek).

Wzmocnienia wręgowe, tak jak żebra, mogły być uformowane z dwóch połączonych bocznie elementów, z których każdy składał się z kilku odcinków łączonych złączem ciesielskim wzdłużnym lub klinowym. Wytrzymałość wzmocnienia wręgowego zwiększano, przesuwając względem siebie połączenia, tak by nad każdym z nich znajdował się jeden cały element. Przeciwwręgi były grubsze na odcinku środkowym, gdyż tam znajdowało się wcięcie dopasowane do nadstępki. Inne wcięcia na bokach służyły do wsuwania w nie grubych bocznych belek, czyli wzdłużników obłowych oraz wzdłużników głównych. Między deskami poszycia wewnętrznego znajdowały się [link widoczny dla zalogowanych] wewnątrz kadłuba. W tych miejscach konieczne było zastosowanie elementów wypełniających, które opierały się na przeciwwręgach.

Łączniki dziobowe i rufowe

Elementy w kształcie litery V nadawały wytrzymałość dziobowi (patrz rysunek poniżej).

Ze względu na znaczny rozmiar i wspomniany kształt łączniki dziobowe składały się z kilku połączonych ze sobą części. Grubość elementów była porównywalna do grubości przeciwwreęgi. Tej samej budowy łączniki miały zastosowanie na rufie.

Wewnętrzne wzmocnienie rufy

Również w części rufowej galeonu na poszyciu wewnętrznym montowano elementy wzmacniające, których zadaniem było usztywnienie kadłuba oraz utworzenie łącznika między jego elementami wzdłużnymi i poprzecznymi.

Węzłówki poprzecznicy rufowej

Na bokach tylnicy i na czubie nadstępki umieszczano wsporniki zwane węzłówkami poprzecznicy rufowej. Elementy te były skośne w stosunku do reszty konstrukcji. Wykonywano je z drewnianych części o takiej samej grubości co żebra, ale z jednego litego kawałka, bez złącz.

Węzłówki

Węzłówki te podpierały koniec belki głównej, czyli najszerszej belki poprzecznicy rufowej (progowej), i łączyły ją z burtami. Na ogół miały profil kątowy.

Węzłówki pachołów

Węzłówki te, niekiedy nazywane potocznie kontrpachołami, były pionowymi wzmocnieniami kolumn pachołów. Pachoły to solidne konstrukcje składające się z dwóch elementów pionowych (kolumn) i elementu poprzecznego. Mocowano do nich cumy lub liny kotwic.

[link widoczny dla zalogowanych]

Karrex

Fragment polemiki Waldemara Gurgula na forum p. Krzysztofa
http://www.timberships.fora.pl/recenzje,20/bitwa-pod-oliwa-1627-fakty-i-mity-recenzja,373-30.html

Bitwa pod Oliwą 1627. Fakty i mity - recenzja

Metoda skorupowa (hybrydowa) opisywana przez Witsena nie była jedynym sposobem budowania statków w Holandii. Na południu kraju, w ośrodkach leżących w estuarium Mozy i Renu, ukształtowała się bądź została zaadoptowana metoda reprezentująca fundamentalnie odmienne tradycje szkutnicze, a opisana przez praktykującego m.in. w Rotterdamie profesjonalnego cieślę okrętowego van Yk’a.

Jest to bodaj najbardziej prymitywna odmiana ze znanych metod szkieletowych (choć również wymagająca doświadczenia i wyczucia ciesielskiego), w której do ukształtowania niemal wszystkich wręg (prócz głównych i balansowych) służył fizyczny kosz tworzony dopiero podczas budowy z tymczasowych listew konstrukcyjnych, niejako zastępujący w tym celu skorupę poszycia (analogicznie jak w metodach skorupowych). Ta metoda również obywała się bez rysunków konstrukcyjnych, co wykluczało przeprowadzenie dokładniejszych obliczeń przed budową jednostki i w konsekwencji sprawiło, że w pierwszej połowie XVIII wieku wyparły ją inne, bardziej zaawansowane metody (zob. co do tego np. A.J. Hoving, A.A. Lemmers, In tekening gebracht. De achttiende-eeuwse scheepsbouwers en hun ontwerpmethoden, 2001; J. Boudriot, Les vaisseaux de 50 et 64 canons 1650–1780. Étude historique, 1994; B. Ollivier, D.H. Roberts (red.), 18th Century Shipbuilding. Remarks on the Navies of the English & the Dutch from Observations made at their Dockyards in 1737, 1992; pr.zb., Hollandia Compendium. A contribution to the history, archaeology, classification and lexicography of a 150 ft. Dutch East Indiaman (1740–1750), 1992).

Początkowe etapy budowy statku opisywane w traktacie van Yk’a:
A. Montaż wzdłużnych elementów szkieletu (stępka, stewy, klepki przystępkowe),
B. Montaż w predefiniowanym miejscu dwóch identycznych wręg głównych,
C. Montaż głównej wzdłużnicy konstrukcyjnej oraz wręg balansowych (dziobowej i rufowej), utworzonych poprzez prostą, mechaniczną transformację kształtu wręgi głównej,
D. Montaż pozostałych, tymczasowych wzdłużnic konstrukcyjnych, połączony z ewentualnym przesuwaniem wręg balansowych wzdłuż stępki dla uzyskania zadowalającego rezultatu.
W dalszej kolejności, przy pomocy przenośników kształtu, wycinano wręgi i montowano je do kosza utworzonego przez tymczasowe wzdłużnice (rys. A. van den Heuvel; źródło: A.J. Hoving, A.A. Lemmers, In tekening gebracht. De achttiende-eeuwse scheepsbouwers en hun ontwerpmethoden, 2001).

Obydwa holenderskie traktaty odróżnia od siebie nie tylko opisywany w nich sposób budowy statków. Kilkudziesięcioletni odstęp czasowy sprawił, że proponuje się w nich drastycznie niekiedy odmienne proporcje i kształt opisywanych jednostek, nie do pogodzenia w rekonstrukcji konkretnego statku czy też grupy statków zbudowanych w jednym miejscu i czasie, jak – przykładowo – okrętów zbudowanych przez Jakuba Murraya dla Zygmunta III. Szczegółowe zestawienie proponowanych w obu holenderskich traktatach formuł szkutniczych zawiera opracowanie A. Hovinga, Nicolaes Witsen and Shipbuilding in the Dutch Golden Age, 2012.

Przykładem udanej i poprawnej zarazem pod tym względem rekonstrukcji holenderskiego okrętu z epoki, bazującej wyłącznie na jednym z tych traktatów (van Yk’a), a nie w sposób bezrefleksyjny na obydwu, jest wyczerpujące opracowanie G.C. Dika w formie wielkoformatowego albumu pt. De Zeven Provinciën. Een poging tot reconstructie, mede aan de hand van de nog bestaande van de Velde-tekeningen, van ‘s lands schip de Zeven Provinciën van 80–86 stukken, gebouwd voor de Admiraliteit van de Maze in 1665, 1994.

Oczywiście, obydwa traktaty zawierają – jako swoiste załączniki – przykładowe kontrakty na budowę statków, pochodzące z różnych okresów. Jednak deklaracja przyznająca całemu, obszernemu traktatowi status „podstawy do omawiania kwestii techniczno-konstrukcyjnych [jakiejkolwiek] floty” wyłącznie ze względu na zawarty w nim ten czy inny krótki załącznik (nawet potencjalnie przydatny) jest dość karkołomna, tym bardziej, że źródłem treści owych kontraktów są również inne zachowane dokumenty.